Qimstar同济启明星
基坑支护结构专用软件FRWS7.2
中铁十九局连镇铁路站前4标向阳河特大桥148#墩拉森钢板桩基坑工程计算书
1工程概况
该基坑设计总深5.5m，按二级基坑、选用《国家行业标准—建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)》进行设计计算，计算断面编号：1。
1.1土层参数
序号
土层名称
厚度
(m)
γ
(kN/m3)
c
(kPa)
φ
(°)
1
素填土
1.00
18.0
33.10
14.00
2
粘土
4.50
18.0
34.00
17.00
3
粉质粘土
1.20
18.0
35.80
14.60
4
粉土
2.00
18.0
12.90
25.00
5
粘土
4.00
18.0
28.00
16.00
续表
序号
土层名称
厚度
(m)
m
(MN/m4)
Kmax
(MN/m3)
分算
/合算
1
素填土
1.00
5.8
0.0
合算
2
粘土
4.50
7.5
0.0
合算
3
粉质粘土
1.20
6.4
0.0
合算
4
粉土
2.00
11.3
0.0
合算
5
粘土
4.00
6.3
0.0
合算
地下水位埋深：2.00m。
1.2基坑周边荷载
地面超载：20.0kPa
2开挖与支护设计
基坑支护方案如图：
中铁十九局莲镇铁路站前4标三分部148#墩拉森钢板桩基坑工程基坑支护方案图
2.1挡墙设计
·挡墙类型：钢板桩；
·嵌入深度：3.500m；
·露出长度：0.000m；
·型钢型号：Q295bz-400×170；
·桩间距：800mm；
2.2支撑(锚)结构设计
本方案设置2道支撑(锚)，各层数据如下：
第1道支撑(锚)为平面内支撑，距墙顶深度0.300m，工作面超过深度0.300m，预加轴力0.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取50000.0kN/m/m。该道平面内支撑具体数据如下：
·支撑材料：钢支撑；
·支撑长度：12.000m；
·支撑间距：4.000m；
·与围檩之间的夹角：90.000°；
·不动点调整系数：0.500；
·型钢型号：400*400*13*21；
·根数：3；
·松弛系数：1.000。
计算点位置系数：0.000。
第2道支撑(锚)为平面内支撑，距墙顶深度2.200m，工作面超过深度0.300m，预加轴力0.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取50000.0kN/m/m。该道平面内支撑具体数据如下：
·支撑材料：钢支撑；
·支撑长度：12.000m；
·支撑间距：4.000m；
·与围檩之间的夹角：90.000°；
·不动点调整系数：0.500；
·型钢型号：400*400*13*21；
·根数：3；
·松弛系数：1.000。
计算点位置系数：0.000。
2.3工况顺序
该基坑的施工工况顺序如下图所示：
3计算原理描述
3.1围护墙主动侧土压力计算
3.1.1朗肯主动土压力
深度z处第i层土的主动土压力强度的标准值eak,i按下列公式计算：
采用水土合算或计算点在水位以上时：
（小于0取0）
采用水土分算且计算点在水位以下时：
（小于0取0）
对于矩形土压力模式，自重部分须扣除坑内土的自重（对水位以下的分算土层，扣除有效自重；坑内水位取坑底位置，天然水位在坑底以下就取天然水位）。
式中：
γj─
第j层土的天然重度；
γw─
水的重度，取10kN/m3；
Δhj─
第j层土的厚度；
hwa,i─
地下水位；
ci、ci─
第i层土的内聚力、有效内聚力；
φi、φi─
第i层土的内摩擦角、有效内摩擦角；
q─
超载。
3.2围护墙被动侧土压力计算
被动侧土压力采用简化库伦土压力公式：
采用水土合算或计算点在水位以上时：
，
采用水土分算且计算点在水位以下时：
，
式中：
hwp,i─
坑内地下水位；
δi、δi─
第i层土与墙体的摩擦角和有效摩擦角，
取(2/3~3/4)φ或φ。
3.3水压力计算
3.3.1静止水压力
图中：
γ─
水的重度10kN/m3。
3.4围护墙内力变形计算
计算简图
围护墙的基本方程：
内力变形关系：
平衡方程：
支撑处边界条件：
桩端处边界条件：
式中：
M―
桩身弯矩；
EI―
围护墙抗弯刚度，E为墙体材料的弹性模量，I截面惯性矩；
ρ―
曲率；
x―
水平位移；
z―
深度；
Q―
桩身剪力；
eak―
主动侧水土压力；
ka―
基底以上土的水平向基床系数，见“土体水平向基床系数计算”。当位移为正是取0；
kp―
基底以下土的水平向基床系数，见“土体水平向基床系数计算”。
可考虑坑底土的塑性性质，当kpxepk时，取kp=epk/x，epk为坑底极限被动土压力，
见“围护墙被动侧土压力计算”